CN104407752B - 一种压力检测方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种压力检测方法和设备，涉及电子设备领域。所述方法包括：响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。所述方法和设备在不增加硬件成本的情况下，实现了电容式触屏对压力的检测。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种压力检测方法及设备。
背景技术
随着电子设备的普及和发展，越来越多的电子设备采用触屏作为输入界面。现有的触屏主要包括电阻式触屏和电容式触屏。由于电容式触屏具有更高的灵敏度、更高的透光率、更长的使用寿命等，所以电容式触屏更加受到消费者的青睐。
电容式触屏的基本原理是手指或人体接近或触摸时，通过测量在触屏对应电极之间的自身固定电容之外产生的变化的寄生电容，从而确定手指触碰位置以及人体接近参数等。
为了使电容式触屏能够感测压力，常用做法是将其与压力传感器结合，这显然会增加硬件成本。
发明内容
本申请的目的是：提供一种压力检测方法及设备，以便在不增加硬件成本的情况下使电容式触屏可以感测压力。
根据本申请至少一个实施例的一个方面，提供了一种压力检测方法，所述方法包括：
响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
根据本申请至少一个实施例的另一个方面，提供了一种压力检测方法，所述方法包括：
响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，以及第二时刻所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
根据本申请至少一个实施例的另一个方面，提供了一种压力检测设备，所述设备包括：
一第一获取模块，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；
一处理模块，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
根据本申请至少一个实施例的另一个方面，提供了一种压力检测设备，所述设备包括：
一第一获取模块，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，以及第二时刻所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
一处理模块，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本申请实施例所述方法和设备，在所述对象接触所述电容式触屏的过程中，获取两个时刻的电容分布信息，进而结合所述对象的弹性参数，可以得到在所述两个时刻之间，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值，从而在不增加硬件成本的情况下，实现了电容式触屏对压力的检测。
附图说明
图1a-1f是电容式触屏的工作原理示意图；
图2是本申请一个实施例中所述压力检测方法的流程图；
图3是本申请一个实施方式中所述压力检测方法的流程图；
图4是本申请另一个实施方式中所述压力检测方法的流程图；
图5是电容式触屏上接触中心处的电容变化曲线图；
图6是本申请另一个实施方式中所述压力检测方法的流程图；
图7是不同介电常数的对象接触电容式触屏时的电容变化曲线对比示意图；
图8是本申请另一个实施方式中所述压力检测方法的流程图；
图9是本申请另一个实施例中所述压力检测方法的流程图；
图10是本申请一个实施例中所述压力检测设备的模块结构示意图；
图11是本申请一个实施方式中所述压力检测设备的模块结构示意图；
图12是本申请另一个实施方式中所述压力检测设备的模块结构示意图；
图13是本申请另一个实施方式中所述压力检测设备的模块结构示意图；
图14是本申请一个实施方式中所述处理模块的模块结构示意图；
图15是本申请一个实施方式中所述处理单元的模块结构示意图；
图16是本申请另一个实施方式中所述处理单元的模块结构示意图；
图17是本申请另一个实施方式中所述压力检测设备的模块结构示意图；
图18是本申请另一个实施例中所述压力检测设备的模块结构示意图；
图19是本申请一个实施方式中所述处理模块的模块结构示意图；
图20是本申请一个实施例所述压力检测设备的硬件结构示意图；
图21是本申请另一个实施例所述压力检测设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本领域技术人员理解，在本发明的实施例中，下述各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
另外，本发明中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
图1a-1f是电容式触屏的工作原理示意图。如图1a所示，所述电容式触屏一般包括：面板110，设置在所述面板110一侧的驱动电极130和接收电极140，以及连接所述驱动电极130的驱动电路120，驱动电极130和接收电极140之间形成电场，图1a中带箭头的虚线表示电场线。驱动电极130和接收电极140的等效电路如图1b所示，即驱动电极130和接收电极140形成第一电容C1。发明人在研究过程中发现，在一对象比如手指，接触所述电容式触屏的过程中，由于所述对象的弹性形变，会导致电容式触屏的电容分布产生明显的变化。图1c是一个手指200接触所述电容式触屏时的示意图，图1d是手指200接触所述电容式触屏时的等效电路图，可以看到，由于手指200的接触，产生了3个新的电容：手指200和驱动电极130之间形成第二电容C2，手指200和接收电极140之间形成第三电容C3，手指200自身形成第四电容C4。
本领域技术人员理解，上述C1、C2、C3和C4构成的等效综合电容的电容值会大于初始的第一电容C1的电容值，这是导致所述电容式触屏的电容分布产生变化的原因。
图1e示出了当手指指尖刚刚接触所述电容式触屏时的电容分布图，图1f示出了当手指用力按压所述电容式触屏时的电容分布图。其中，凸起部分的高度对应所述电容式触屏的电容增加量。可以看到，随着按压力度的增加，更大范围内的电容值高于基准值(无物体靠近或接触时的电容值)，并且接触中心处的电容值明显增大。本申请正是基于上述原理，实现对接触压力的检测。
图2是本申请一个实施例所述压力检测方法的流程图，所述方法可以在比如一压力检测设备上实现。所述方法可以包括：
S220：响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；
S240：至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本申请实施例所述方法，在所述对象接触所述电容式触屏的过程中，获取两个时刻的电容分布信息，进而结合所述对象的弹性参数，可以得到在所述两个时刻之间，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值，从而在不增加硬件成本的情况下，实现了电容式触屏对压力的检测。
以下将结合具体实施方式，详细说明所述步骤S220和S240的功能。
S220：响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息。
所述对象可以是用户的肢体，比如手指，当然也可以是手写笔等任何日常可能接触电容式触屏的物体。简单起见，下文多以手指为例进行说明。
所述电容分布信息可以比如是图1e或图1f所示的电容分布图或类似信息，其包括每个由于所述对象的接触而被影响到的坐标点对应的电容增加量。以所述第一电容分布信息为例，其包括在第一时刻所述电容式触屏上的每个被影响到的坐标点的电容增加量。
S240：至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
其中，在一种实施方式中，所述弹性参数可以是所述对象的弹性模量E，所述弹性模量的计算公式如下：
E＝(ΔF/S)/(ΔL/L)。
其中，ΔF表示所述对象受到的压力变化值，S表示所述对象在所述压力变化值为ΔF时的截面积，L表示所述对象的初始长度，ΔL表示所述对象在所述压力变化值为ΔF时的长度变化量。根据上述公式可以看到，所述压力变化值ΔF与所述对象的弹性模量E成正比，即ΔF∝E。
在另一种实施方式中，所述弹性参数可以是所述对象的弹性系数k，根据胡克定律，所述对象的弹性系数k和压力变化值ΔF满足以下公式：
ΔF＝k×ΔL。
其中，ΔL表示所述对象的长度变化量。根据该公式可以看到，所述压力变化值ΔF与弹性系数k也成正比，即ΔF∝k。
也就是说，所述压力变化值ΔF和所述弹性参数成正比。并且，在所述弹性参数确定的情况下，随着所述对象和所述电容式触屏的接触压力的改变，所述电容式触屏的电容分布信息具有明显的变化。因此，在一种实施方式中，可以通过比如机器学习的方式，预先得到如表1所示的查找表。表1中第一参考电容分布信息和第二参考电容分布信息的形式可以相类似，比如Fb11的具体形式可以为：(xi,yi,cii),其中，xi表示坐标点i的横坐标，yi表示所述坐标点i的纵坐标，cii表示所述坐标点i的电容值，i取值范围可以为[0,n-1]，n表示总的坐标点数量。实际应用中可以根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息查询类似表1的查找表，进而确定所述接触压力变化值。
表1
其中，所述弹性参数可以是预先确定的，比如预先将手指的弹性参数提供给所述方法；或者，可以根据实际应用确定所述弹性参数。参见图3，在一种实施方式中，所述方法还包括：
S231：获取所述对象的弹性参数。
比如，可以采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的弹性参数，或者，还可以根据用户输入获取所述对象的弹性参数。
在一种实施方式中，所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻。其中，所述开始接触时刻即所述对象和所述电容式触屏刚刚接触的时刻，在这一时刻，所述对象和所述电容式触屏的接触压力为零。所述稳定接触时刻，即所述对象和所述电容式触屏的接触压力保持稳定、不再变化的时刻，比如在所述接触压力在预定时间内保持不变时认为达到稳定接触时刻。可以理解，在所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻的情况下，所述接触压力变化值也即在所述稳定接触时刻，所述对象和所述电容式触屏的接触压力。
为了准确的确定所述开始接触时刻和所述稳定接触时刻，在一种实施方式中，如图4所示，所述方法还包括：
S210：根据所述电容式触屏的电容变化信息确定所述开始接触时刻和所述稳定接触时刻。
其中，所述电容变化信息可以比如是一电容变化曲线，所述电容变化曲线反映了由于所述对象的接触动作，导致所述电容式触屏上接触中心处的电容随时间变化的情况。图5示出了手指在接触一电容式触屏的过程中，所述电容式触屏上接触中心处的电容变化曲线，其中，横坐标表示时间，纵坐标表示电容增加量ΔC，单位可以为F(法)。如图5所示，可以看到，在0～t1时间段内，所述电容曲线斜率较大，即ΔC增长较快；在t1～t2时间段内，ΔC缓慢增长后出现较小的下降；在t2之后，ΔC保持一段时间不变后快速下降。其中，图5中t1时刻即对应所述开始接触时刻，t2时刻及t2之后ΔC保持不变一段时间对应所述稳定接触时刻，t2之后快速下降的时间对应用户手指离开的时间。
如图1d所示，当手指靠近或接触所述电容式触屏的一对电极时，相当于为由驱动电极和接收电极构成的原电容并联了三个新电容，该三个新电容为串联关系。因此，由原电容和新电容构成的等效电容的电容值明显大于原电容的电容值。这是导致形成图5所示的电容变化曲线的根本原因。同理，接触位置附近的其他电极对之间的电容也会由于类似影响而形成较大的等效电容。其中，图5所示的电容变化曲线可以在所述对象接近及接触所述电容式触屏时，通过检测所述电容式触屏的电容变化得到。
通过分析如图5所示的电容变化曲线固然可以确定所述开始接触时刻和所述稳定接触时刻，但可能导致较大的数据分析量和较长的分析时间。发明人在研究过程中发现，t1时刻对应的电容增加量ΔC1和t2时刻对应的电容增加量ΔC2之间一般会具有固定的比例关系α，比如在所述比例关系α＝80％的情况下，ΔC1＝80％×ΔC2。从而，简单起见，可以仅通过分析所述电容变化曲线确定t2时刻，进而根据t2时刻对应的电容增加量ΔC2确定ΔC1＝α×ΔC2，然后确定t1时刻。由于确定t2时刻需要相对较少的计算量，而确定t1时刻需要相对较多的计算量，采用上述方式可以明显减少计算量。
为了得到所述电容变化信息，在一种实施方式中，所述方法还包括：
S200：获取所述电容式触屏的电容变化信息。
该步骤可以在所述对象靠近所述电容式触屏时开始执行，比如在手指与所述电容式触屏的距离小于一距离阈值的情况下，开始执行。
假设所述对象是一体积较小的导电物体，在所述电容式触屏水平放置的情况下，将所述导电物体放置在所述电容式触屏的表面，所述导电物体和所述电容式触屏之间的压力其实等于所述导电物体的重量，而根据所述重量可以得到所述导电物体的质量。因此，参见图6，在一种实施方式中，所述方法还包括：
S250：根据所述接触压力变化值确定所述对象的质量。
也就是说，采用本申请所述方法，可以实现对一些导电物体的称重。
所述电容分布信息由于要存储电容式触屏上多个点甚至每个点的电容值，一般数据量都较大，可能会导致较长的处理时间，因此，在一种实施方式中，所述步骤S240进一步包括：
S241a：根据所述第一电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，根据所述第二电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
S242a：至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
所述覆盖面积主要反映了所述电容分布信息中的分布范围信息，即出现电容变化的坐标点的数量的信息。以图1e为例，当手指刚刚开始接触所述电容式触屏时，对应的覆盖面积是图1e中投影圆形150所围成区域的面积。所述投影圆形150是所述图1e所示电容分布图上满足电容值大于预定值的点在水平面上的投影。
一般情况下，所述覆盖面积等于所述对象和所述电容式触屏的接触面积。但是，当所述对象为空心物体，比如一空心球的情况下，其可能会存在球体内凹的现象，这种情况下，所述对象和所述电容式触屏的接触面成圆环状，所述覆盖面积对应所述圆环所围的区域的面积。
本领域技术人员理解，随着接触压力的增大，所述电容式触屏上出现电容变化(或者说电容值大于预定值)的坐标点的数量越多，所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积之间的差别越大。因此，可以通过比如机器学习的方式，预先得到不同的弹性参数分别对应的多组第一覆盖面积和第二覆盖面积的训练值，并根据训练结果建立如表2所示的查找表。实际应用中，则可以根据实际得到的所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积查表得到所述电容式触屏的接触压力变化值。
表2
在一种实施方式中，所述步骤S242a还可以进一步包括：
S242a1：根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
S242a2：至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
采用本实施方式，查找表的数据存储量可以进一步降低，比如可以根据训练结果建立如表3所示的查找表。实际应用中，则可以根据实际得到的所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积的面积变化值查表得到所述电容式触屏的接触压力变化值。
表3
另外，发明人在研究过程中还发现，所述对象的介电常数是影响检测结果准确度的因素。仍以图1d为例，由C1、C2、C3和C4构成的等效综合电容C为：
在电容式触屏上触碰中心处检测到的电容变化为：
对于不同介电常数的对象，c4会有显著不同，在其它条件相同的情况下，会导致所述开始接触时刻与所述稳定接触时刻的Δc以及Δc的差值显著不同，即电容分布与电容分布的改变显著不同。如图7所示，在弹性参数、接触压力变化过程完全相同的情况下，介电常数分别为ε和ε′的两个对象分别接触同一电容式触屏时，分别得到第一电容变化曲线710和第二电容变化曲线720。可以看到，所述对象的介电常数越大，同一时刻的电容变化量越大，并且两个时刻对应的相同时间段内的电容变化量的差值越大。因此，所述对象的介电常数也会影响所述电容式触屏的电容分布变化或者覆盖面积变化，当所述接触对象不同时，可能会影响压力检测的准确度。
为了提高检测准确度，在一种实施方式中，所述步骤S242a可以进一步包括：
S242a’：根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本实施方式所述方法可以通过比如机器学习的方式得到如表4所示的查找表，并在实际应用中根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积共同确定所述接触压力变化值。可以看到，表4相比表2增加一列，即“参考介电常数”列，这虽然会增加数据存储量和计算量，但是在接触所述电容式触屏的对象经常改变的情况下，所述方法可以显著提高压力检测准确度。
表4
在一个实施方式中，所述步骤S242a’可以包括：
S242a1’：根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
S242a2’：根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本实施方式所述方法可以通过比如机器学习的方式得到如表5所示的查找表，并在实际应用中根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述面积变化值共同确定所述接触压力变化值。可以看到，表5相比表3增加一列，即“参考介电常数”列，这虽然会增加数据存储量和计算量，但是在接触所述电容式触屏的对象经常改变的情况下，所述方法可以显著提高压力检测准确度。
表5
类似的，在一种实施方式中，所述步骤S240可以包括：
S240’：根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本实施方式所述方法可以通过比如机器学习的方式得到如表6所示的查找表，并在实际应用中根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息共同确定所述接触压力变化值。可以看到，表6相比表1增加一列，即“参考介电常数”列，这虽然会增加数据存储量和计算量，但是在接触所述电容式触屏的对象经常改变的情况下，所述方法可以显著提高压力检测准确度。
表6
参见图8，在一种实施方式中，所述方法还可以包括步骤：
S232：获取所述对象的介电常数。
比如，可以采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的介电常数，或者，还可以根据用户输入获取所述对象的介电常数。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图2所示实施方式中的方法的步骤S220和S240的操作。
综上，本申请实施例所述方法，可以在所述对象接触一电容式触屏的情况下，根据所述电容式触屏的电容分布信息的改变，或者是所述对象对所述电容式触屏的覆盖面积的改变，确定所述对象对所述电容式触屏的接触压力的改变，从而在不增加硬件成本的情况下，实现了电容式触屏对接触压力的检测。
图9是本发明另一实施例所述压力检测方法的流程图，所述方法可以在比如一压力检测设备上实现，所述方法可以包括：
S920：响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，以及第二时刻所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
S940：至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
所述步骤S920中可以如前一实施例根据所述电容式触屏的电容分布信息获取所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，或者，还可以通过其他方式获取所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，比如在所述电容式触屏内嵌入摄像头阵列，根据所述摄像头阵列被遮挡的情况，获取所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积。
所述步骤S940的实现原理与上一实施例相似，不再赘述。
为了减少数据存储量和数据计算量，在一种实施方式中，所述步骤S940可以包括：
S941：根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
S942：至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
为了提高检测准确度，在一种实施方式中，所述步骤S940可以包括：
S940’：根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图9所示实施方式中的方法的步骤S920和S940的操作。
图10是本申请一个实施例所述压力检测设备的模块结构示意图，所述压力检测设备可以作为一个功能模块包含于比如智能手机、平板电脑等电容式触屏设备中，当然也可以是一个专用的压力检测设备。如图10所示，所述设备1000可以包括：
一第一获取模块1010，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；
一处理模块1020，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本申请实施例所述设备，在所述对象接触所述电容式触屏的过程中，获取两个时刻的电容分布信息，进而结合所述对象的弹性参数，可以得到在所述两个时刻之间，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值，从而在不增加硬件成本的情况下，实现了电容式触屏对压力的检测。
以下将结合具体实施方式，详细说明所述第一获取模块1010和所述处理模块1020的功能。
所述第一获取模块1010，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息。
所述对象可以是用户的肢体，比如手指，当然也可以是手写笔等任何日常可能接触电容式触屏的物体。
所述电容分布信息可以比如是图1e或图1f所示的电容分布图或类似信息，其包括每个由于所述对象的接触而被影响到的坐标点对应的电容增加量。以所述第一电容分布信息为例，其包括在第一时刻所述电容式触屏上的每个被影响到的坐标点的电容增加量。
所述处理模块1020，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
所述压力变化值ΔF和所述弹性参数成正比。并且，在所述弹性参数确定的情况下，随着所述对象和所述电容式触屏的接触压力的改变，所述电容式触屏的电容分布信息具有明显的变化。因此，在一种实施方式中，可以通过比如机器学习的方式，预先得到如表1所示的查找表。实际应用中可以根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息查询类似表1的查找表，进而确定所述接触压力变化值。
其中，所述弹性参数可以是预先确定的，比如预先将手指的弹性参数提供给所述方法；或者，可以根据实际应用确定所述弹性参数。参见图11，在一种实施方式中，所述设备1000还包括：
一第三获取模块1030，用于获取所述对象的弹性参数。
比如，所述第三获取模块1030可以采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的弹性参数，或者，还可以根据用户输入获取所述对象的弹性参数。
在一种实施方式中，所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻。其中，所述开始接触时刻即所述对象和所述电容式触屏刚刚接触的时刻，在这一时刻，所述对象和所述电容式触屏的接触压力为零。所述稳定接触时刻，即所述对象和所述电容式触屏的接触压力保持稳定、不再变化的时刻，比如在所述接触压力在预定时间内保持不变时认为达到稳定接触时刻。可以理解，在所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻的情况下，所述接触压力变化值也即在所述稳定接触时刻，所述对象和所述电容式触屏的接触压力。
为了准确的确定所述开始接触时刻和所述稳定接触时刻，在一种实施方式中，如图12所示，所述设备1000还包括：
一时间确定模块1040，用于根据所述电容式触屏的电容变化信息确定所述开始接触时刻和所述稳定接触时刻。
其中，所述电容变化信息可以比如是一电容变化曲线，所述电容变化曲线反映了由于所述对象的接触动作，导致所述电容式触屏上接触中心处的电容随时间变化的情况。
为了得到所述电容变化信息，在一种实施方式中，参见图12，所述设备1000还可以包括：
一第二获取模块1050，用于获取所述电容式触屏的电容变化信息。
所述第二获取模块1050可以在所述对象靠近所述电容式触屏时开始执行，比如在手指与所述电容式触屏的距离小于一距离阈值的情况下获取所述电容式触屏的电容变化信息。
假设所述对象是一体积较小的导电物体，在所述电容式触屏水平放置的情况下，将所述导电物体放置在所述电容式触屏的表面，所述导电物体和所述电容式触屏之间的压力其实等于所述导电物体的重量，而根据所述重量可以得到所述导电物体的质量。因此，参见图13，所述设备1000还包括：
一质量确定模块1060，用于根据所述接触压力变化值确定所述对象的质量。
所述电容分布信息由于要存储电容式触屏上多个点甚至每个点的电容值，一般数据量都较大，可能会导致较长的处理时间，因此，在一种实施方式中，参见图14，所述处理模块1020包括：
一面积确定单元1021，用于根据所述第一电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，根据所述第二电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
一处理单元1022，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
所述覆盖面积主要反映了所述电容分布信息中的分布范围信息，即出现电容变化的坐标点的数量的信息。
一般情况下，所述覆盖面积等于所述对象和所述电容式触屏的接触面积。但是，当所述对象为空心物体，比如一空心球的情况下，其可能会存在球体内凹的现象，这种情况下，所述对象和所述电容式触屏的接触面成圆环状，所述覆盖面积对应所述圆环所围的区域的面积。
本领域技术人员理解，随着接触压力的增大，所述电容式触屏上出现电容变化(或者说电容值大于预定值)的坐标点的数量越多，所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积之间的差别越大。因此，可以通过比如机器学习的方式，预先得到不同的弹性参数分别对应的多组第一覆盖面积和第二覆盖面积的训练值，并根据训练结果建立如表2所示的查找表。实际应用中，则可以根据实际得到的所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积查表得到所述电容式触屏的接触压力变化值。
在一种实施方式中，参见图15，所述处理单元1022包括：
一第一子单元10221，用于根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
一第二子单元10222，用于至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
采用本实施方式，查找表的数据存储量可以进一步降低，比如可以根据训练结果建立如表3所示的查找表。实际应用中，则可以根据实际得到的所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积的面积变化值查表得到所述电容式触屏的接触压力变化值。
另外，为了提高检测准确度，在一种实施方式中，所述处理单元1022，用于根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
参见图16，在另一实施方式中，所述处理单元1022包括：
一第三子单元10223，用于根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
一第四子单元10224，用于根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本实施方式所述方法可以通过比如机器学习的方式得到如表5所示的查找表，并在实际应用中根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述面积变化值共同确定所述接触压力变化值。
在一种实施方式中，所述处理模块1020，用于根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本实施方式所述方法可以通过比如机器学习的方式得到如表6所示的查找表，并在实际应用中根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息共同确定所述接触压力变化值。
参见图17，在一种实施方式中，所述设备1000还包括：
一第四获取模块1070，用于获取所述对象的介电常数。
图18是本发明另一实施例所述压力检测设备的模块结构示意图，所述设备1800包括：
一第一获取模块1810，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，以及第二时刻所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
一处理模块1820，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
所述第一获取模块1810可以如前一实施例根据所述电容式触屏的电容分布信息获取所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，或者，还可以通过其他方式获取所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，比如在所述电容式触屏内嵌入摄像头阵列，根据所述摄像头阵列被遮挡的情况，获取所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积。
所述处理模块1820的实现原理与上一实施例相似，不再赘述。
为了减少数据存储量和数据计算量，参见图19，在一种实施方式中，所述处理模块1820包括：
一第一单元1821，用于根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
一第二单元1822，用于至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
为了提高检测准确度，在一种实施方式中，所述处理模块1820，用于根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
本发明一个实施例所述压力检测设备的硬件结构如图20所示。本发明具体实施例并不对所述压力检测设备的具体实现做限定，参见图20，所述压力检测设备2000可以包括：
处理器(processor)2010、通信接口(Communications Interface)2020、存储器(memory)2030，以及通信总线2040。其中：
处理器2010、通信接口2020，以及存储器2030通过通信总线2040完成相互间的通信。
通信接口2020，用于与其他网元通信。
处理器2010，用于执行程序2032，具体可以执行上述图20所示的方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序2032可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。
处理器2010可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器2030，用于存放程序2032。存储器2030可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。程序2032具体可以执行以下步骤：
响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
程序2032中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤或模块，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
本发明另一个实施例所述压力检测设备的硬件结构如图21所示。本发明具体实施例并不对所述压力检测设备的具体实现做限定，参见图21，所述压力检测设备2100可以包括：
处理器(processor)2110、通信接口(Communications Interface)2120、存储器(memory)2130，以及通信总线2140。其中：
处理器2010、通信接口2120，以及存储器2130通过通信总线2140完成相互间的通信。
通信接口2120，用于与其他网元通信。
处理器2110，用于执行程序2132，具体可以执行上述图21所示的方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序2132可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。
处理器2110可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器2130，用于存放程序2132。存储器2130可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。程序2132具体可以执行以下步骤：
响应于一对象接触一电容式触屏，获取接触过程中第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
程序2132中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤或模块，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，控制器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (23)
1.一种压力检测方法，其特征在于，所述方法包括：
响应于一对象接触一电容式触屏，获取所述电容式触屏的电容变化信息，所述电容变化信息为电容变化曲线，根据所述电容变化信息，确定第二时刻，并通过第二时刻的电容增加量乘以比例关系得到第一时刻的电容增加量，再通过所述第一时刻的电容增加量确定出对应的所述第一时刻，其中，所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻；获取接触过程中所述第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及所述第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；所述第一电容分布信息，包括在第一时刻所述电容式触屏上的每个被影响到的坐标点的电容增加量；所述第二电容分布信息，包括在第二时刻所述电容式触屏上的每个被影响到的坐标点的电容增加量；
采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的弹性参数；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述接触压力变化值确定所述对象的质量。
3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述第一电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，根据所述第二电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
8.如权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述对象的介电常数。
9.一种压力检测方法，其特征在于，所述方法包括：
响应于一对象接触一电容式触屏，获取所述电容式触屏的电容变化信息，所述电容变化信息为电容变化曲线，根据所述电容变化信息，确定第二时刻，并通过第二时刻的电容增加量乘以比例关系得到第一时刻的电容增加量，再通过所述第一时刻的电容增加量确定出对应的所述第一时刻，其中，所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻；
获取接触过程中第一时刻所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，以及第二时刻所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的弹性参数；
至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值包括：
根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
12.一种压力检测设备，其特征在于，所述设备包括：
一第二获取模块，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取电容式触屏的电容变化信息，所述电容变化信息为电容变化曲线；
一时间确定模块，用于根据所述电容变化信息，确定第二时刻，并通过第二时刻的电容增加量乘以比例关系得到第一时刻的电容增加量，再通过所述第一时刻的电容增加量确定出对应的所述第一时刻，其中，所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻；
一第一获取模块，用于获取接触过程中所述第一时刻所述电容式触屏的第一电容分布信息，以及所述第二时刻所述电容式触屏的第二电容分布信息；所述第一电容分布信息，包括在第一时刻所述电容式触屏上的每个被影响到的坐标点的电容增加量；所述第二电容分布信息，包括在第二时刻所述电容式触屏上的每个被影响到的坐标点的电容增加量；
一第三获取模块，用于采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的弹性参数；
一处理模块，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
一质量确定模块，用于根据所述接触压力变化值确定所述对象的质量。
14.如权利要求12或13中任一项所述的设备，其特征在于，所述处理模块包括：
一面积确定单元，用于根据所述第一电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，根据所述第二电容分布信息确定所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
一处理单元，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理单元包括：
一第一子单元，用于根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
一第二子单元，用于至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
16.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述处理单元，用于根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述处理单元包括：
一第三子单元，用于根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
一第四子单元，用于根据所述对象的弹性系数、所述对象的介电常数、所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
18.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理模块，用于根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一电容分布信息和所述第二电容分布信息，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
19.如权利要求16至18任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
一第四获取模块，用于获取所述对象的介电常数。
20.一种压力检测设备，其特征在于，所述设备包括：
一第二获取模块，用于响应于一对象接触一电容式触屏，获取电容式触屏的电容变化信息，所述电容变化信息为电容变化曲线；
一时间确定模块，用于根据所述电容变化信息，确定第二时刻，并通过第二时刻的电容增加量乘以比例关系得到第一时刻的电容增加量，再通过所述第一时刻的电容增加量确定出对应的所述第一时刻，其中，所述第一时刻是所述对象和所述电容式触屏的开始接触时刻，所述第二时刻是所述对象和所述电容式触屏的稳定接触时刻；
一第一获取模块，用于获取接触过程中第一时刻所述对象对所述电容式触屏的第一覆盖面积，以及第二时刻所述对象对所述电容式触屏的第二覆盖面积；
一第三获取模块，用于采集所述对象的图像，并通过图像分析获取所述对象的弹性参数；
一处理模块，用于至少根据所述对象的弹性参数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述处理模块包括：
一第一单元，用于根据所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积确定一面积变化值；
一第二单元，用于至少根据所述对象的弹性参数和所述面积变化值，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
22.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述处理模块，用于根据所述对象的弹性参数、所述对象的介电常数、所述第一覆盖面积和所述第二覆盖面积，确定所述第二时刻相比所述第一时刻，所述对象与所述电容式触屏的接触压力变化值。
23.一种电容式触屏设备，其特征在于，所述电容式触屏设备包括权利要求12至22任一项所述的压力检测设备。
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